TSSSC 005-2024 污染場地原位熱處理耦合化學修復技術指南

ICSZ05

SSSC中 國 土 壤 學 會 團 體 標 準T/SSSC005—2024污染場地原位熱處理耦合化學修復技術指南Technicalguidelineforin-situthermaltreatmentcoupledwithchemicalremediationofcontaminatedsites2024-07-26發(fā)布 2024-08-01實施中國土壤學會 發(fā)布PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次前 言 II范圍 1規(guī)性用件 1術與義 2技路線 2技要求 4工設計 5主工設與料 8施與試 9運與護 10測過控制 12業(yè)康勞安全 13附錄A位處耦學修設參表 15附錄B硫鈉入、擴半、減間考表 16附錄C統(tǒng)測標表 17T/SSSC005-2024前 言本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國土壤學會團體標準工作管理委員會提出并歸口。本文件起草單位：北京建工環(huán)境修復股份有限公司、武漢大學、南京大學、生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學研究所。本文件主要起草人：劉鵬、高士祥、鐘華、朱長銀、萬金忠、韋云霄、王鏑翔、李昕、解琳、邢軼蘭、劉淵文、宋少宇。T/SSSC005-2024T/SSSC005-2024PAGEPAGE10污染場地原位熱處理耦合化學修復技術指南范圍本文件提供了污染場地原位熱處理耦合化學修復技術及工程的指導和建議，給出了工藝設計、工藝設備與材料、監(jiān)測與過程控制、施工與調(diào)試、運行與維護、職業(yè)健康與勞動安全等需要考慮的要點內(nèi)容。本文件適用于滲透性較好的有機污染場地修復工程。下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB3096聲環(huán)境質(zhì)量標準GB3836.1爆炸性環(huán)境第1部分：設備通用要求GB3836.15爆炸性環(huán)境第15部分：電氣裝置的設計、選型和安裝GB8978污水綜合排放標準GB/T11651個體防護裝備選用規(guī)范GB/T14848地下水質(zhì)量標準GB15603常用化學危險品貯存通則GB18218危險化學品重大危險源辨識GB/T20801壓力管道規(guī)范工業(yè)管道GB/T31962污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準GB37822揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準GB/T38144.1眼面部防護應急噴淋和洗眼設備GB/T45001職業(yè)健康安全管理體系—要求及使用指南GB50058GB50187爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范GB50727工業(yè)設備及管道防腐蝕工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB/T51040地下水監(jiān)測工程技術規(guī)范HJ25.2建設用地土壤污染風險管控和修復監(jiān)測技術導則HJ25.4建設用地土壤修復技術導則HJ25.5污染地塊風險管控與土壤修復效果評估技術導則HJ25.6污染地塊地下水修復和風險管控技術導則HJ1165HJ682污染土壤修復工程技術規(guī)范原位熱脫附建設用地土壤污染風險管控和修復術語DZ/T0270GBZ/T297地下水監(jiān)測井建設規(guī)范職業(yè)健康促進技術導則下列術語和定義適用于本文件。3.1

原位脫附 in-situthermaldesorption向地下輸入熱能，加熱土壤、地下水，改變目標污染物的飽和蒸氣壓及溶解度，促進污染物揮發(fā)或溶解，并通過土壤氣相抽提或多相抽提實現(xiàn)對目標污染物去除的處理過程，包括熱傳導加熱、電阻加熱及蒸汽強化抽提等。3.2

化學修復chemicalremediation利用化學處理技術，通過化學物或制劑與污染物發(fā)生氧化、還原、吸附、沉淀、聚合、絡合等反應，使污染物從土壤或地下水中分離、降解、轉(zhuǎn)化或穩(wěn)定成低毒、無毒、無害等形式（形態(tài)），或形成沉淀除去。3.3

化學氧化-還原chemicaloxidationandreduction根據(jù)土壤或地下水中污染物的類型和屬性選擇適當?shù)难趸蜻€原劑，將制劑注入到土壤或地下水中，利用氧化或還原劑與污染物之間的氧化-還原反應將污染物轉(zhuǎn)化為無毒無害物質(zhì)或毒性低、穩(wěn)定性強、移動性弱的惰性化合物，從而達到對土壤凈化的目的。3.4

原位熱處理耦合化學修復in-situthermaltreatmentcoupledwithchemicalremediation通過原位熱處理將目標區(qū)域升溫至目標溫度（40~70℃），使有機污染物粘度降低、溶解性增強、更易進入液相和氣相，實現(xiàn)高效傳質(zhì)，同時通過熱場條件激活化學修復藥劑反應活性，達到高效降解污染物的目的。通常原位熱處理耦合化學修復過程無需進行抽提作業(yè)。3.5

冷點溫度Coldspottemperature加熱區(qū)的邊界、加熱井幾何中心點等不利位置的平均溫度。1（40~70℃）溫。/圖1原位熱處理耦合化學修復技術路線圖1表1.原位熱處理耦合化學修復技術適用的場地條件地塊條件適用范圍地層滲透系數(shù)＞10-7cm/s污染區(qū)域包氣帶、飽和帶污染物多環(huán)芳烴、鹵代烴、石油烴、苯系物等污染程度可處理苯系物、鹵代烴、多環(huán)芳烴濃度超《土壤環(huán)境質(zhì)量建設用地土壤污染風險管控標準》GB36600中第一類用地篩選值50倍以上、石油烴超5倍以上的污染場地經(jīng)濟效益和碳排放，判斷原位熱處理耦合化學修復技術的適用性，避免能源和資源的浪費。GB8978GB/T31962GB37822GB3836.1GB3836.15、GB50058、GB/T38144.1HJ1165。化學藥劑存儲相關要求應參照GB15603GB50187HJ1165。原位熱處理耦合化學修復工程針對污染土壤和地下水進行治理，總體設計應滿足HJ25.4、HJ25.5、HJ25.6的規(guī)定。地下構筑物排查、加熱形式可參考HJ1165HJ1165宜開展原位熱處理耦合化學修復中試試驗（不少于100m2），確定加熱、化學注A。10m*10。-氧化修復技術，其他加熱井和化學注入井應交叉布置，注入井宜布置在加熱井形成的幾何中心冷點位1m2（ROI），3m3mHJ1165。2~4m1~32~6。對于燃氣化學注入井的影響半徑（ROI）受地層巖性、地下水流動、熱化學動力學綜合影B。0.5m4m層設井要求應滿足DZ/T0270311m100m231設井要求應滿足DZ/T02702圖2典型原位熱處理耦合化學修復井平面布置示意圖HJ1165加熱單元在小于3m的淺層污染區(qū)域使用時，水平加熱井傾斜段與地平面成45°，與水平段井管采用135°彎接。污染深度大于3m的深層污染區(qū)采用垂直加熱井。應根據(jù)地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、修復時間、修復成本和注入藥劑的理化性質(zhì)等條對于滲透性良好的區(qū)域可采用一般注入井注入，滲透條件中等的區(qū)域可采用抽藥劑注入的主要工藝參數(shù)包括藥劑濃度、注入壓力、注入流量、注入時間、注耦合修復藥劑注入宜在土壤溫度40~70℃間進行，溫度高于時藥劑劇烈化學注入井由井頭、井管、濾網(wǎng)和填充濾料層構成，結構示意圖如圖34m圖3化學注入井結構示意圖對于水力傳導系數(shù)大于1*10-5cm/s的地層推薦使用地下水阻隔措施，參照HJ1165原位熱處理耦合化學修復技術可通過控制目標修復區(qū)域的含水率，使加熱階段布置要求參考HJ11655~10cm10~20cm。HJ1165噪聲控制要求參考HJ1165，設備控制機房內(nèi)、外的噪聲分別符合GB3096的規(guī)定。6GB50727備的防爆型式，應符合GB3836.1GB3836.15加熱控制模塊可實現(xiàn)對加熱元器件的供電、斷電、電壓穩(wěn)定、過流/過載保護、信（PLC）（HMI）溶配藥罐應根據(jù)單批注入量要求，確定罐體尺寸及設備套數(shù)，以滿足修復工程的注藥泵的選型應根據(jù)其所輸送藥液的理化性質(zhì)、注入壓力和注入流量來選定，并c）d）藥劑注入系統(tǒng)管材、管路連接構件、閥門、儀表等宜采用具有良好耐腐蝕性的金屬/非金屬材料，防腐蝕要求應參照GB50727的規(guī)定執(zhí)行。）劑建議選用過硫酸鈉。施工HJ1165調(diào)試a）所有操作人員就位，佩戴必要的安全防護用品；b）檢查設備設施的安裝和連接情況，確保安裝正確；c）檢查燃料和材料的儲備情況；c）HJ1165原位熱處理耦合化學修復系統(tǒng)的啟動順序為監(jiān)測單元-供能單元-加熱單元-注入單元。4圖4原位熱處理耦合化學修復技術運行過程和控制節(jié)點40℃~70℃EhORP<-150mVpH值、ORP恢復至接近還原前數(shù)值，被還原污劑濃度在注入濃度的20%以上，分析氧化藥劑擴散情況和地下水氧化還原環(huán)境變化情控制節(jié)點四：當氧化藥劑擴散和注入量達到設計要求，地下水ORP>200mV、EC>50mS/cm維護HJ25.5————地面管線—硬化地面及保溫層—加熱井、注入井。根據(jù)效果評估建議，可保留監(jiān)測系統(tǒng)，持續(xù)獲取溫度、地下水水質(zhì)等信息，最終關機拆除。/漫灌/井噴應急處理措施、火災事故應急處理措施、觸電事故應急處理措施、誤接觸藥劑應急處理措施、突發(fā)停水/停電應E。地下溫度、大氣無組織排放、周邊土壤與地下水采樣監(jiān)測等參照HJ1165、HJ164HJ/T166在耦合修復工程實施過程中，應對加熱區(qū)內(nèi)及周邊、廠區(qū)邊界開展無組織大氣污111次。根據(jù)原位熱脫附現(xiàn)場運行狀況，可對修復區(qū)域及周邊的土壤、地下水進行取樣監(jiān)測。采樣、制樣及送檢過程中應采取措施防止污染物在高溫作用下逸散，并防止人員燙傷。取樣后應對表面的阻隔層進行恢復。監(jiān)測指標包括目標污染物及可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物。取樣檢測應參考HJ25.2。對修復區(qū)域的土壤進行熱采樣時，宜采用鉆孔方式進行，可根據(jù)土層特征和鉆探作業(yè)條件選擇合適的鉆探設備。鉆探過程宜使用耐高溫的鋼制套管。取土管應立即置于預先準備好的冰浴槽中急冷降溫，再進行取樣和分樣。地下水進行熱采樣時，受熱部分采樣管應與置于冰浴槽內(nèi)的不銹鋼換熱盤管連C流量、注入總流量、固體藥劑添加速率、單井注入時間、單井注入流量為穩(wěn)定運行時的在原位加熱和注入實施期間中，應對作業(yè)區(qū)內(nèi)地下水質(zhì)進行日常監(jiān)測?？刹捎盟|(zhì)檢測儀對地下水溫度、pH值、電導率（EC）、溶解氧（DO）、氧化還原電位（ORP）1>50kPa原位熱處理耦合化學修復技術的過程控制依靠加熱單元、化學注入單元對井溫控制系統(tǒng)宜設置安全保護裝置，針對加熱、化學注入單元均需單獨設置急停模注入原位熱處理耦合化學修復針對工藝節(jié)點的過程控制應結合土壤溫度、地下水水質(zhì)參數(shù)（pH值、電導率、溶解氧、氧化還原電位、水位）、污染濃度等進行動態(tài)調(diào)時，宜適當降低GB/T45001GBZ/T297濃度應符合GBZ2.1參照HJ1165開展與職業(yè)健康有關的理論和操作培訓，建立健康檔案，進行安全勞動防護裝備選用和判廢參照GB/T11651GB15346GB18218嚴格按照設計施工，避免在地層溫度高于80℃參照HJ1165對施工人員開展勞動安全培訓和，作業(yè)過程中做好安全防護，防止附錄A（資料性）表A原位熱處理耦合化學修復設計參數(shù)表設計資料數(shù)值/內(nèi)容單位污染特征污染物類型/污染深度m污染面積m2水文地質(zhì)條件土壤質(zhì)地（地層分布）/地下水流向/地層滲透系數(shù)cm/s初見水位m地下水流速m/d土壤密度kg/m3含水率%孔隙度-地下水質(zhì)參數(shù)地下水溫度℃溶解氧mg/L電導率μS/cmpH-氧化還原電位mV土壤熱物性參數(shù)干土壤比熱容kJ/(kg·℃)土壤導熱系數(shù)W/(m·℃)土壤熱擴散系數(shù)W/(m·℃)耦合特性參數(shù)目標耦合溫度℃目標pH-熱激活氧化劑半衰期D單井單次注入藥劑量L修復參數(shù)與修復目標加熱與保溫時間d藥劑注入總質(zhì)量百分比%土壤污染物修復目標濃度mg/kg地下水污染物修復目標濃度mg/L、μg/LT/SSSC005-2024T/SSSC005-2024PAGEPAGE16附錄B（資料性）過硫酸鈉注入流量、擴散半徑、衰減時間參考表表B.1最大注入流量對照表壓力水頭m滲透系數(shù)cm/s356712強透水0.14578.512中等透水0.0011.41.72.12.53.6弱透水0.00010.911.31.62.2微透水0.000010.60.81.11.31.8雜填土0.00081.21.41.722.9流量Q，m3/h632=(沿程)/表B.2藥劑擴散半徑對照表壓力水頭m滲透系數(shù)cm/s356712強透水0.13.24.55.76.29.5中等透水0.0011.11.31.622.9弱透水0.00010.60.711.251.75微透水0.000010.450.650.8511.4雜填土0.00080.91.11.351.62.3*藥劑擴散半徑R，m；土壤溫度為50℃，注入時長以20min計。表B.3藥劑衰減時間對照表藥劑原濃度%溫度oC2%5%10%20%30%202525252525302425242525402423232424502222222